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Development of cardiovascular material using titanium by reactive sputtering and elucidation of antithrombotic expression mechanism

Research Project

Project/Area Number 17K06844
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionKogakuin University (2019)
Seikei University (2017-2018)

Principal Investigator

OYA KEI  工学院大学, 教育推進機構(公私立大学の部局等), 助教 (50549962)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩森 暁  東海大学, 工学部, 教授 (90345603)
橋本 良秀  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (40638384)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords反応性スパッタ / 酸化チタン薄膜 / 抗血栓性 / 熱処理 / 結晶構造 / 血液適合性 / 酸化物量 / 細胞適合性 / 表面処理
Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to produce a novel titanium surface with excellent antithrombogenicity by controlling of chemical compositions and crystal structures using reactive sputtering technology and heat treatment.
It was demonstrated that the content and crystal structure of titanium dioxide in the titanium oxide thin film could be controlled freely by controlling the oxygen flow rate during reactive sputtering and the conditions of heat treatment. All samples prepared in this study did not show cytotoxicity. In addition, a titanium oxide thin film which has a crystal structure obtained by one condition suppressed platelet adhesions. Although a specific factor related to this result could not be identified, it is considered that the difference in the crystal structure influenced to the surface potential.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

チタンは抗血栓性に優れず、体内で血液に接触する用途には使用できない。一方で、金属材料の中でチタンは優れた細胞適合性を示すことから、チタンに抗血栓性を付与できれば、新たな循環器系デバイスの開発に繋がる。本研究の主目的は、安価かつ迅速に金属や酸化物の薄膜を作製できる反応性スパッタにより、組成や結晶構造が異なるチタン酸化物薄膜の作製を行い、抗血栓性に優れるチタン製材料の作製を目指すことであった。その結果、血小板粘着を阻害できるチタン表面の創製を達成した。このことは、チタンを新たな医療分野で使用できる可能性を示しており、本研究成果は学術的意義や社会的意義を満たした研究であったと考えている。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (37 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Surface modification of polydimethylsiloxane by exposure of active oxygen and ultraviolet lights to improve cell adhesion2019

    • Author(s)
      大家 渓, 細谷 和輝, 須藤 巧, 岩森 暁
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 85 Issue: 871 Pages: 18-00356-18-00356

    • DOI

      10.1299/transjsme.18-00356

    • NAID

      130007618922

    • ISSN
      2187-9761
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  • [Journal Article] Improved singlet oxygen detection sensitivity in electron spin resonance using a spin-trap agent incorporated into a water-soluble polymer film2018

    • Author(s)
      Kazuki Hosoya, Yenchit, Saranya, Yuta Tadokoro, Kei Oya, and Satoru Iwamori
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 47 Issue: 9 Pages: 1191-1193

    • DOI

      10.1246/cl.180488

    • NAID

      130007472127

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  • [Journal Article] 静的圧縮荷重下で作製した幹細胞自己生成組織の引張特性2018

    • Author(s)
      山崎雅史,三好洋美,大家 渓,小泉宏太,中村憲正,藤江裕道
    • Journal Title

      材料の科学と工学

      Volume: 55 Pages: 31-35

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  • [Journal Article] Simultaneous process of surface modification and sterilization for polystyrene dish2018

    • Author(s)
      Hosoya Kazuki、Takahashi Kazunari、Oya Kei、Iwamori Satoru
    • Journal Title

      Vacuum

      Volume: 148 Pages: 69-77

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2017.10.006

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    • Author(s)
      吉田慎之佑,山崎雅史,鑓光清道,大家 渓,中村憲正,藤江裕道
    • Journal Title

      臨床バイオメカニクス

      Volume: 38 Pages: 191-196

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      Aoi Nishijima, Kei Oya, Yoshihide Hashimoto, Seiichi Funamoto, Akio Kishida, Takeo Nakano
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      The 15th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes (ISSP2019)
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      西島葵, 田村咲季, 大家渓, 中野武雄
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      2019年日本表面真空学会学術講演会
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  • [Presentation] HPPMSを用いたSpindt型エミッタ作製におけるキャビティ構造の影響2019

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      谷口 日向,中野 武雄,大家 渓,長尾 昌善,大崎 壽,村上 勝久
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      2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
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  • [Presentation] 基板電位を制御した大電力スパッタによる Spindt 型エミッタ作製における放電ガスKr を用いた応力緩和2018

    • Author(s)
      谷口 日向,中野 武雄,大家 渓,長尾 昌善,大崎 壽,村上 勝久
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      2018 年日本表面真空学会学術講演会
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  • [Presentation] スパッタ製膜による生体機能材料の創製2018

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      表面技術協会・関東支部主催 第94回講演会「表面・材料技術の医療・産業応用」
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      大家 渓
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    • Invited
  • [Presentation] Fabrication of visible marker on decellularized tissue for non-invasive techniques via sputtering2018

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      Naruki Kimura,Kei Oya,Yoshihide Hashimoto,Seiichi Funamoto,Yuki Suzuki,Yuichiro Nawa,Akio Kishida,and Takeo Nakano
    • Organizer
      2018 TERMIS World Congress (TERMIS-WC 2018)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationship between cell morphology and Polystyrene surface characteristics modified by active oxygen spices2018

    • Author(s)
      Kazuki Hosoya, Kazunari Takahashi, Kei Oya, and Satoru Iwamori
    • Organizer
      8th World Congress of Biomechanics (WCB2018)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非侵襲診断のための脱細胞化組織用薄膜マーカーの作製2018

    • Author(s)
      木村 成輝,大家 渓,橋本 良秀,舩本 誠一,岸田 晶夫,中野 武雄
    • Organizer
      平成30年度日本材料科学会学術講演大会
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  • [Presentation] 活性酸素によるポリスチレンの表面改質と改質効果の安定性2018

    • Author(s)
      高橋 一成,細谷 和輝,大家 渓,岩森 暁
    • Organizer
      平成30年度日本材料科学会学術講演大会
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  • [Presentation] 活性酸素および紫外光曝露によるポリエーテルエーテルケトンの表面改質2018

    • Author(s)
      須藤 巧,細谷 和輝,大家 渓,岩森 暁
    • Organizer
      平成30年度日本材料科学会学術講演大会
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  • [Presentation] 活性酸素および紫外光曝露によるチタンの表面改質が細胞接着に及ぼす影響2018

    • Author(s)
      北條 健太,細谷 和輝,大家 渓,岩森 暁
    • Organizer
      平成30年度日本材料科学会学術講演大会
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  • [Presentation] 細胞接着性向上を目的とした活性酸素による生体材料の表面改質2018

    • Author(s)
      細谷 和輝,原田 英昌,須藤 巧,北條 健太,高橋 一成,大家 渓,岩森 暁
    • Organizer
      平成30年度日本材料科学会学術講演大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 反応性スパッタで製膜したチタン酸化物薄膜の硬組織適合性評価2018

    • Author(s)
      竹内将人,大家 渓,細谷和輝,北條健太,岩森 暁,中野武雄
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
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  • [Presentation] チタン薄膜をスパッタした超音波造影下で視認可能な脱細胞化組織用薄膜マーカーの作製2018

    • Author(s)
      木村成輝,大家 渓,橋本良秀,舩本誠一,鈴木夕稀,名和裕一朗,岸田晶夫,中野武雄
    • Organizer
      表面技術協会 第137回講演大会
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  • [Presentation] Surface modification for biomaterials2017

    • Author(s)
      Kei Oya
    • Organizer
      2017 Global Research Efforts on Energy and Nanomaterials (GREEN2017)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 電子顕微鏡による生体試料の観察技術2017

    • Author(s)
      大家 渓
    • Organizer
      日本材料科学会主催 平成29年度 材料科学基礎講座「電子顕微鏡に関わる基礎と最新技術」
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    • Invited
  • [Presentation] Surface modification of poly(dimethylsiloxane) via active oxygen species and ultraviolet lights2017

    • Author(s)
      Takumi Suto, Kazuki Hosoya, Ryo Wakayama, Kei Oya, and Satoru Iwamori
    • Organizer
      4th Japan-Korea International Symposium on Materials Science and Technology 2017 (JKMST2017)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristics and cellular adhesiveness of polymer surface modified by active oxygen2017

    • Author(s)
      Kazuki Hosoya, Kazunari Takahashi,Takumi Suto, Kei Oya, and Satoru Iwamori
    • Organizer
      4th Japan-Korea International Symposium on Materials Science and Technology 2017 (JKMST2017)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] haracteristics of titanium oxide thin films deposited by reactive sputtering for biomaterial applications2017

    • Author(s)
      Masato Takeuchi, Kazuki Hosoya, Naruki Kimura, Kazuki Fukuda, Kei Oya, Satoru Iwamori, and Takeo Nakano
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes (ISSP2017)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface modification of polydimethylsiloxane (PDMS) due to ultraviolet lamps and active oxygen exposure2017

    • Author(s)
      Kazuki Hosoya, Ryo Wakayama, Takumi Suto, Kei Oya, and Satoru Iwamori
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes (ISSP2017)
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  • [Presentation] Fabrication of visible marker on decellularized tissue for ultrasonography via reactive sputtering2017

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      Naruki Kimura, Yoshihide Hashimoto, Seiichi Funamoto, Akio Kishida, Yongwei Zhang, Akitatsu Yamashita, Kei Oya, and Takeo Nakano
    • Organizer
      European Chapter Meeting of the Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society 2017 (TERMIS-EU 2017)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface modification of polystyrene for cell adhesion and spreading due to active oxygen exposure2017

    • Author(s)
      Kazuki Hosoya, Kazunari Takahashi, Kei Oya, and Satoru Iwamori
    • Organizer
      European Chapter Meeting of the Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society 2017 (TERMIS-EU 2017)
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  • [Presentation] Development of a mesenchymal stem cell-based aggregate reinforced by fiberized collagen fibrils for soft tissue repair2017

    • Author(s)
      Masashi Yamazaki, Kei Oya, Manabu Numao, Hiromichi Fujie
    • Organizer
      Development of a mesenchymal stem cell-based aggregate reinforced by fiberized collagen fibrils for soft tissue repair
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] チタン薄膜をスパッタした脱細胞化組織の生物学的評価2017

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      木村成輝,橋本良秀,舩本誠一,大家 渓,鈴木夕稀,名和裕一朗,岸田晶夫,中野武雄
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会北信越ブロック第6回若手研究発表会
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  • [Presentation] 反応性スパッタで製膜したチタン酸化物薄膜の組成比が生体適合性に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      吉澤慶祐,竹内将人,北条健太,細谷和輝,岩森 暁,大家 渓,中野武雄
    • Organizer
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
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  • [Presentation] 超音波造影で視認可能な生体由来材料用マーカーの作製2017

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      鈴木夕稀,木村成輝,橋本良秀,舩本誠一,大家 渓,岸田晶夫,中野武雄
    • Organizer
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
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  • [Presentation] 活性酸素および紫外光曝露によるポリジメチルシロキサン表面の細胞接着性評価2017

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      須藤 巧,細谷和輝,大家 渓,岩森 暁
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      日本材料科学会 第5回 表面・界面のメゾスコピックサイエンスとプロセッシング研究会 講演会
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  • [Presentation] スパッタ法を用いた超音波造影下で視認可能な脱細胞化組織薄膜マーカの作製2017

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      木村成輝,鈴木夕稀,名和裕一朗,橋本良秀,舩本誠一,張 永巍,山下暁立,大家 渓,岸田晶夫,中野武雄
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      第39回日本バイオマテリアル学会大会
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  • [Presentation] スパッタ製膜したチタン酸化物薄の結晶構造制御2017

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      竹内将人,吉澤慶祐,細谷和輝,大家 渓,岩森 暁,中野武雄
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      第39回日本バイオマテリアル学会大会
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      北條健太,細谷和輝,原田英昌, 大家 渓,岩森 暁
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      日本材料科学会 第 24回 材料科学若手研究者討論会
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  • [Presentation] ポリスチレン製細胞培養基板の表面改質と細胞接着性評価2017

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      高橋一成,細谷和輝,大家 渓,岩森 暁
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      日本材料科学会 第 24回 材料科学若手研究者討論会
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  • [Presentation] 活性酸素を用いた生体用ステンレス鋼の表面改質2017

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      原田英昌,細谷和輝,北條健太,大家 渓,岩森 暁
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      日本材料科学会 第 24回 材料科学若手研究者討論会
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  • [Presentation] 紫外光照射および活性酸素曝露処理によるチタンの表面改質2017

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      北條健太,原田英明, 細谷和輝, 大家 渓, 岩森 暁
    • Organizer
      平成29年度日本材料科学会学術講演大会
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  • [Presentation] 活性酸素および紫外光曝露によるポリジメチルシロキサンの表面改質と細胞接着への影響2017

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      須藤 巧,細谷和輝,若山 椋,高橋一成,大家 渓,岩森 暁
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      平成29年度日本材料科学会学術講演大会
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  • [Presentation] 活性酸素により表面改質したポリスチレンの表面特性の把握2017

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      高橋一成,細谷和輝,大家 渓,岩森 暁
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      平成29年度日本材料科学会学術講演大会
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  • [Presentation] 活性酸素処理および紫外光照射によるステンレス鋼の表面改質効果の検討2017

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      原田英昌,細谷和輝,大家 渓,岩森 暁
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      平成29年度日本材料科学会学術講演大会
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  • [Presentation] 間葉系幹細胞とコラーゲンシートの複合化促進2017

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      沼尾 学,大家 渓,山崎雅史,中村憲正,藤江裕道
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      第49回 日本結合組織学会学術大会
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体適合性高分子材料のマーキング方法及びマーキングされた生体適合性高分子材料2017

    • Inventor(s)
      中野武雄,大家 渓,岸田晶夫,舩本誠一,橋本良秀
    • Industrial Property Rights Holder
      中野武雄,大家 渓,岸田晶夫,舩本誠一,橋本良秀
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-105843
    • Filing Date
      2017
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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-03-11  

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